Номер 3, страница 108 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава 3. Дисперсные системы и растворы. Параграф 15. Тонкодисперсные системы - номер 3, страница 108.

Условие.

3. Охарактеризуйте коллоидные системы, называемые гелями и золями. Расскажите об их свойствах.

Решение.

Решение 2.

Золи и гели представляют собой два различных агрегатных состояния коллоидных систем, которые характеризуются разной структурой и, как следствие, разными физико-химическими свойствами. Они способны к взаимопревращению.

Характеристика и свойства золей

Золь (или коллоидный раствор) – это коллоидная система, в которой дисперсная фаза (твёрдые частицы размером 1–1000 нм) распределена в жидкой дисперсионной среде. Ключевой особенностью золя является то, что его частицы изолированы друг от друга и находятся в свободном, независимом движении.

Свойства золей:

• Текучесть: Золи, подобно истинным растворам, являются жидкостями и могут течь. Их вязкость, как правило, ненамного выше вязкости чистой дисперсионной среды.
• Агрегативная устойчивость: Система устойчива во времени, частицы не оседают под действием силы тяжести. Это обусловлено интенсивным броуновским движением и наличием у частиц одноимённого электрического заряда, который препятствует их слипанию (коагуляции).
• Оптические свойства: Золи непрозрачны и опалесцируют, так как их частицы рассеивают свет. Это явление известно как эффект Тиндаля (наблюдение светящегося конуса при прохождении пучка света через систему).
• Кинетические свойства: Частицы золя находятся в непрерывном хаотическом броуновском движении, обусловленном столкновениями с молекулами растворителя. Также они способны к диффузии.

Характеристика и свойства гелей

Гель – это структурированная коллоидная система, в которой частицы дисперсной фазы соединяются друг с другом, образуя сплошную пространственную сетку (каркас). В ячейках этой сетки иммобилизована (удерживается) вся дисперсионная среда. В геле обе фазы (и дисперсная, и дисперсионная) являются непрерывными.

Свойства гелей:

• Отсутствие текучести: В отличие от золей, гели не текут. Они ведут себя как твёрдые тела: сохраняют форму и обладают определённой прочностью.
• Механические свойства: Гели проявляют упругость (способность восстанавливать форму после снятия нагрузки) и пластичность.
• Тиксотропия: Некоторые гели обладают способностью обратимо разрушать свою структуру (разжижаться) при механическом воздействии и самопроизвольно восстанавливать её в состоянии покоя. Этот цикл золь ⇌ гель называется тиксотропным превращением.
• Синерезис: Гели могут со временем самопроизвольно уплотняться, при этом из структуры выделяется часть дисперсионной среды.

Процесс перехода золя в гель называется гелеобразованием. Он может быть вызван изменением температуры, pH, концентрации или добавлением электролитов. Обратный процесс (гель → золь) называется пептизацией.

Ответ: Золи и гели — это два состояния коллоидной системы. Золь — это жидкая, текучая система со свободно движущимися частицами. Гель — это студнеобразная, структурированная система, не обладающая текучестью, где частицы образуют пространственный каркас. Ключевые свойства золей — текучесть, броуновское движение, эффект Тиндаля; ключевые свойства гелей — отсутствие текучести, упругость, тиксотропия, синерезис. Переход золя в гель (гелеобразование) и обратно (пептизация) является их фундаментальной взаимосвязью.